CN107710039B - 偏振片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏振片，其具有可实现图像显示装置等的电子设备的多功能化及高功能化的非偏光部，且该非偏光部具有优异的尺寸稳定性及外观。根据本发明的偏振片由含有二色性物质的树脂膜构成，并在预定位置具有非偏光部，且非偏光部形成为厚度比树脂膜的其它部位薄的薄壁部。在本发明的一个实施方案中，非偏光部在树脂膜一面侧的表面具有凹陷的凹部，且凹部的深度为2μm以下。

Description

偏振片
技术领域
本发明涉及一种偏振片，更具体地，涉及一种具有非偏光部的偏振片。
背景技术
移动电话、笔记本电脑(PC)等的一些图像显示装置在其上安装有如照相机等的内部电子零件。出于提高例如任意这样的图像显示装置的照相机性能的目的，已进行了各种研究(例如，专利文献1至7)。但是，伴随着智能型手机、触控面板式的信息处理装置的急速普及使用，已经期望进一步提高照相机性能等。此外，为了响应图像显示装置的形状的多样化及其高功能化，已经需要部分地具有偏光性能的偏光板。为了工业地及商业地满足这些需求，已经期望的是以可接受的成本制造图像显示装置和/或其零件。然而，为了确立这样的技术仍有各种需要研究的事项。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-81315号公报
专利文献2：日本特开2007-241314号公报
专利文献3：美国专利申请案公开第2004/0212555号说明书
专利文献4：韩国公开专利第10-2012-0118205号公报
专利文献5：韩国专利第10-1293210号公报
专利文献6：日本特开2012-137738号公报
专利文献7：美国专利申请案公开第2014/0118826号说明书
发明内容
发明要解决的问题
本发明为解决上述问题而作成，并且本发明的主要目的在于提供可实现如图像显示装置等的电子设备的多功能化及高功能化的具有非偏光部的偏振片，所述偏振片在非偏光部的尺寸稳定性及外观方面优异。
用于解决问题的方案
根据本发明的实施方案的偏振片包括含有二色性物质的树脂膜，其中：所述偏振片在预定位置具有非偏光部；且所述非偏光部包括比所述树脂膜的其它部位薄的薄壁部。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部具有在所述树脂膜的一面侧的表面凹陷的凹部，且凹部的深度为2μm以下。
在本发明的一个实施方案中，上述偏振片的厚度为10μm以下。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部包括上述二色性物质的含量比上述树脂膜的其它部分低的低浓度部。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部的二色性物质的含量为1.0重量％以下。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部的二色性物质的含量为1.0重量％以下，且上述凹部的深度为2μm以下。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部的碱金属和/或碱土金属的含量为3.6重量％以下。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部的透射率为50％以上。
在本发明的一个实施方案中，上述非偏光部的透射率为90％以上，且上述凹部的深度为2μm以下。
在本发明的一个实施方案中，上述树脂膜包括含有碘的聚乙烯醇系树脂膜。
依据本发明的另一方面，提供一种偏光板。所述偏光板包括：上述偏振片；和配置于所述偏振片的至少一侧的保护膜。
依据本发明的又一方面，提供一种图像显示装置。所述图像显示装置包括上述偏振片或上述偏光板，其中上述非偏光部配置于与照相机部相对应的位置。
发明的效果
依据本发明，在可实现如图像显示装置等电子设备的多功能化及高功能化的具有非偏光部的偏振片中，控制形成于该非偏光部的薄壁部(阶差)，由此可提供在该非偏光部的尺寸稳定性及外观方面优异的偏振片。更具体地，非偏光部通过预定的化学脱色处理(典型地，用碱性溶液的处理和伴随该处理的化学处理)形成，由此可形成透射率高，适当地配置于例如与图像显示装置的照相机部相对应的位置，且在尺寸稳定性及外观方面优异的非偏光部。本发明的发明人发现，依据这样的化学脱色处理，特别在非偏光部的透射率设定为高的情况中，无法避免在非偏光部产生凹部，并且当该凹部的深度过大时，即使在该凹部已经于偏光板形成时用粘接剂等来填埋之后，也可看到该凹部。此外，本发明的发明人发现，当控制这样的凹部的深度(实质上是减少)时，可抑制看到凹部。因而，本发明人已经在维持如上所述的非偏光部的这样的优异特性的同时成功地确保设计性。如上所述，依据本发明，可实现在非偏光部的尺寸稳定性及外观方面优异的偏振片。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施方案的偏振片的示例性平面图。
图2为图1的偏振片的示例性截面图。
图3为根据本发明另一个实施方案的偏振片的示例性透视图。
图4A为用于说明根据本发明实施方案的长条状的偏振片中的非偏光部的配置图案的一个实例的示例性平面图。
图4B为用于说明根据本发明实施方案的长条状的偏振片中的非偏光部的配置图案的另一个实例的示例性平面图。
图4C为用于说明根据本发明实施方案的长条状的偏振片中的非偏光部的配置图案的又一个实例的示例性平面图。
图5为根据本发明的一个实施方案的偏光板的示例性截面图。
图6为用于说明在根据本发明实施方案的偏振片的制造方法中在偏振片与第一表面保护膜之间的贴合的示例性透视图。
图7为用于说明在根据本发明实施方案的偏振片的制造方法中非偏光部的形成的示例性图。
图8(a)为用于显示实施例1中的表面平滑性的评价结果的图，图8(b)为用于显示实施例2中的表面平滑性的评价结果的图。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方案。然而，本发明不限于这些实施方案。
A.偏振片
A-1.偏振片的整体构造
图1为根据本发明的一个实施方案的偏振片的示例性平面图，并且图2为图1的偏振片的示例性截面图。应该注意的是，图1和图2在比例尺(scale)和比例(proportion)方面彼此不同。偏振片100包括树脂膜10，且在预定位置具有非偏光部20。树脂膜10含有二色性物质。在本发明的实施方案中，非偏光部20为比树脂膜的其它部位薄的薄壁部。非偏光部20典型地具有在树脂膜10的一面侧的表面凹陷的凹部22。凹部22的深度为2μm以下。
偏振片(除非偏光部以外)优选在380nm至780nm的波长范围中的任意波长显现吸收二色性。偏振片(除非偏光部以外)的单层透射率(Ts)优选为39％以上，更优选39.5％以上，又更优选40％以上，特别优选40.5％以上。单层透射率的理论的上限为50％，实用的上限为46％。另外，单层透射率(Ts)为借由JIS Z8701的2度视野(C光源)测量并进行可视度校正的Y值，例如，可使用显微分光系统(Lambda Vision Inc.制，LVmicro)来测量。偏振片(除非偏光部以外)的偏光度优选为99.9％以上，更优选99.93％以上，又更优选99.95％以上。
A-2.树脂膜
可作为偏振片使用的任意适当的树脂膜可用作树脂膜10。树脂膜10典型地为聚乙烯醇系树脂(以下，称为“PVA系树脂”)膜。
任意适当的树脂可用作形成PVA系树脂膜的PVA系树脂。其实例包括聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可通过将聚乙酸乙烯酯皂化而制得。乙烯-乙烯醇共聚物可通过将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而制得。PVA系树脂的皂化度典型地为85摩尔％至100摩尔％，优选为95.0摩尔％至99.95摩尔％，更优选99.0摩尔％至99.93摩尔％。皂化度可依据JIS K 6726-1994求得。使用具有这样的皂化度的PVA系树脂可提供耐久性优异的偏振片。当皂化度过高时，树脂会凝胶化。
PVA系树脂的平均聚合度可依目的适当地选择。平均聚合度典型地为1000至10000，优选为1200至4500，更优选1500至4300。平均聚合度可依据JIS K 6726-1994求得。
树脂膜中的二色性物质的实例包括碘和有机染料。这些物质可单独或以其组合使用。其中，优选使用碘。这是因为以下原因：当非偏光部通过例如基于化学处理的脱色形成时，适当地还原了树脂膜(偏振片)中的碘络合物，由此可形成具有使用于例如照相机部时的适当特性的非偏光部。
树脂膜(结果，偏振片)的厚度优选为10μm以下，更优选8μm以下，又更优选6μm以下，特别优选5μm以下。同时，厚度优选为0.5μm以上，更优选1μm以上。在这样的厚度下，可制得具有优异的耐久性及优异的光学特性的偏振片。此外，随着厚度变薄，可更良好地形成非偏光部。当非偏光部通过例如基于化学处理的脱色形成时，可缩短脱色液与树脂膜(偏振片)彼此接触的时间。具体而言，可在更短时间内形成非偏光部。另外，接触脱色液(例如，碱性溶液)的部分的厚度变得比其它部位薄，由此在一些情况下可以形成阶差。然而，通过减少树脂膜的厚度，可减少这样的阶差。结果，可抑制看见凹部的这样的不便。更详细地，作为大范围研究的结果，本发明的发明人发现，当试图借由脱色来提高非偏光部的透射率时，形成了深度为例如树脂膜厚度的大约20％的凹部。此外，本发明的发明人发现，不是凹部深度与树脂膜厚度的比例而是凹部深度的绝对值影响偏振片的外观(典型地，凹部的可视性)。因此，通过减少树脂膜的厚度，可减少凹部深度的绝对值，结果，可抑制对外观的影响。这样的效果为仅在将涉及借由基于化学处理的脱色形成非偏光部(特别是透射率高的非偏光部)的技术应用于非常薄的偏振片之后获得的优异效果。
A-3.非偏光部
如上所述，非偏光部20为比其它部位薄的薄壁部。非偏光部20典型地具有在树脂膜10的一面侧的表面凹陷的凹部22。在此情况中，非偏光部与其它部位之间的阶差(凹部的深度)为例如0.02μm以上。同时，阶差优选为2μm以下，更优选1μm以下。当非偏光部通过后述脱色形成时，会形成这样的阶差。然而，当阶差的上限落在这样的范围内时，良好地抑制了对外观的影响。本文使用的术语“阶差(凹部的深度)”是指凹部的最深部的深度。
在一面侧的表面凹陷的凹部通过例如使后述的脱色液仅从偏振片(偏振片中间体)的一面侧作用而形成。当脱色处理后形成的凹部的深度设定在上述范围内时，可均一地实施后述的脱色后的处理。此外，凹部可仅形成在一面侧，由此可进一步抑制对外观的影响。
非偏光部优选为二色性物质的含量相对低的低浓度部。具体而言，该部位为二色性物质的含量比任意其它部位低的低浓度部。依据这样的结构，与机械地(例如，通过涉及借助使用雕刻刀冲孔机、绘图机、或水刀等机械地去除该部位的方法)形成非偏光部的情况相比，避免在品质例如破裂、分层(层间剥离)、粘合剂溢出方面的问题。此外，低浓度部中的二色性物质本身的含量低，由此与非偏光部通过将二色性物质用激光等分解而形成的情况相比，良好地维持非偏光部的透明性。
低浓度部为二色性物质的含量比其它部位低的部分。低浓度部中的二色性物质的含量优选为1.0重量％以下，更优选0.5重量％以下，又更优选0.2重量％以下。当低浓度部中的二色性物质的含量落在这样的范围内时，所期望的透明性可充分地赋予至低浓度部。当使低浓度部对应于例如图像显示装置的照相机部时，可实现从亮度及色调两方面的观点来看非常优异的照相性能。同时，低浓度部中的二色性物质的含量的下限典型地等于或小于检测极限。当碘用作二色性物质时，碘含量可从例如借由使用标准样品由通过X射线荧光分析测得的X射线强度预先产生的校正曲线来求得。
其它部位中的二色性物质的含量与低浓度部中的二色性物质的含量的差优选为0.5重量％以上，更优选1重量％以上。当含量差落在这样的范围内时，可形成具有所期望的透明性的低浓度部。
低浓度部中的碱金属和/或碱土金属的含量为3.6重量％以下，优选为2.5重量％以下，更优选1.0重量％以下，又更优选0.5重量％以下。当低浓度部中的碱金属和/或碱土金属的含量落在这样的范围内时，可良好地维持通过与后述的碱性溶液接触所形成的低浓度部的形状(即，可实现具有优异的尺寸稳定性的低浓度部)。该含量可从例如借由使用标准样品由通过X射线荧光分析测得的X射线强度预先产生的校正曲线来求得。通过减少与后述的碱性溶液接触的接触部中的碱金属和/或碱土金属的量，可实现这样的含量。
非偏光部的透射率(例如，在23℃下用波长550nm的光测得的透射率)优选为50％以上，更优选60％以上，又更优选75％以上，特别优选90％以上。在这样的透射率下，低浓度部具有所期望的透明性。结果，当将偏振片配置成对应于图像显示装置的照相机部时，可防止对照相机的照相性能的不良影响。
在表明的实例中，具有小圆形的非偏光部20形成在树脂膜10的上端部的中央部。然而，非偏光部的配置、形状、尺寸等可适当设计。依据例如其上安装了偏振片的图像显示装置的照相机部的位置、形状、尺寸来进行设计。具体而言，以非偏光部不会对应于其上安装了偏振片的图像显示装置的显示画面的方式来进行设计。
任意适当的形状可用作非偏光部20的俯视形状，只要没有不利地影响其中使用了偏振片的图像显示装置的照相机性能即可。其具体实例包括：圆形、椭圆形、正方形、矩形、菱形。通过适当地设定在C项中的后述的表面保护膜的贯通孔形状，可形成具有所期望的俯视形状的非偏光部。
以上已经说明了其中偏振片具有片状的实施方案，但在其它实施方案中，本发明的偏振片可以具有长条状。片状的偏振片可通过将长条状的偏振片切断成预定尺寸，或通过从长条状的偏振片切出而制得。以下说明长条状的偏振片。
图3为长条状的偏振片的示例性透视图。长条状的偏振片101典型地如图3所示地卷绕成卷状。本文使用的术语“长条状”意味着其长度与其宽度相比充分长的这样的细长形状，例如，其长度相对于宽度为10倍以上，优选为20倍以上的细长形状。偏振片101具有沿其长度方向和/或其宽度方向以预定间隔(即，根据预定图案)配置的非偏光部20。非偏光部20的配置图案可依目的适当地设定。在将偏振片101切断成预定尺寸(例如，沿长度方向和/或宽度方向切断或冲孔)以使其安装在图像显示装置上时，非偏光部20各自典型地配置在与具有预定尺寸的图像显示装置的照相机部相对应的位置。因此，当将仅具有一种尺寸的偏振片从一个长条状的偏振片101切出时，如图3所示，非偏光部20可沿长度方向和宽度方向各自以基本上等间隔配置。在这样的构造下，容易控制依照图像显示装置的尺寸将偏振片切断成预定尺寸，由此可以提高产率。此外，可抑制从长条状的偏振片切出的片状的偏振片中的非偏光部位置的变化。另外，“沿长度方向和宽度方向各自以基本上等间隔”意味着长度方向的间隔为基本上彼此相等，且宽度方向的间隔为基本上彼此相等，而长度方向的间隔与宽度方向的间隔不需要彼此相等。例如，当长度方向的间隔各自由L1表示，且宽度方向的间隔各自由L2表示时，L1可以等于L2，或L1可以不等于L2。当具有多种尺寸的偏振片从一个长条状的偏振片101切出时，长度方向和/或宽度方向的非偏光部20之间的间隔可依据要从长条状的偏振片切出的偏振片的尺寸来改变。例如，非偏光部20可沿长度方向以实质等间隔配置，且沿宽度方向以不同间隔配置；或可沿长度方向以不同间隔配置，且沿宽度方向以基本上等间隔配置。当非偏光部沿长度方向或宽度方向以不同间隔配置时，相邻的非偏光部的间隔可全部彼此不同，或所述间隔中仅一部分(特定的相邻的非偏光部的间隔)可彼此不同。此外，可以进行以下：沿偏振片101的长度方向指定多个区域，并在各区域设定沿长度方向和/或沿宽度方向的非偏光部20之间的间隔。因而，非偏光部可在长条状的偏振片中依目的根据任意适当的配置图案来形成。
图4A为用于说明根据本发明实施方案的偏振片中的非偏光部的配置图案的一个实例的示例性平面图，图4B为用于说明非偏光部的配置图案的另一个实例的示例性平面图，且图4C为用于说明非偏光部的配置图案的又一个实例的示例性平面图。在一个实施方案中，如图4A所示，非偏光部20配置成连接在偏振片的长度方向上的相邻的非偏光部的直线可基本上平行于长度方向，且连接在其宽度方向上的相邻的非偏光部的直线可基本上平行于宽度方向。本实施方案对应于图3所示的偏振片中的非偏光部的配置图案。在另一个实施方案中，如图4B所示，非偏光部20配置成连接在长度方向上的相邻的非偏光部的直线可基本上平行于长度方向，且连接在宽度方向上的相邻的非偏光部的直线相对于宽度方向可具有预定角度θW。在又一个实施方案中，如图4C所示，非偏光部20配置成连接在长度方向上的相邻的非偏光部的直线相对于长度方向可具有预定角度θL，且连接在宽度方向上的相邻的非偏光部的直线相对于宽度方向可具有预定角度θW。θL和/或θW优选超过0°并在±10°内。本文使用的符号“±”意味着包括相对于基准方向(长度方向或宽度方向)的顺时针方向和逆时针方向二者。图4B和图4C所示的实施方案各自具有以下优点。在特定图像显示装置中，为了可以改善其显示特性，在一些情况中，其偏振片的吸收轴需要配置成从该装置的长边或短边偏离高达大约10°。如后所述，偏振片的吸收轴表现在其长度方向或其宽度方向上。因此，在如上所述的这样的构造下，在这样的情况中，将从偏振片101切出的各个片状的偏振片100的吸收轴方向精密地控制在所期望的角度，且可显著地抑制偏振片100的吸收轴方向的变化。更不用说，非偏光部的配置图案不限于表明的实例。例如，非偏光部20可配置成连接在长度方向上的相邻的非偏光部的直线相对于长度方向可具有预定角度θL，且连接在宽度方向上的相邻的非偏光部的直线基本上平行于宽度方向。另外，可以进行以下：沿偏振片101的长度方向指定多个区域，并在各区域设定θL和/或θW。
长条状的偏振片的吸收轴可依据目的设定为任意适当的方向。吸收轴的方向可为例如长度方向或宽度方向。沿长度方向具有吸收轴的偏振片在偏振片的制造效率优异方面具有优点。沿宽度方向具有吸收轴的偏振片具有如下的优点：偏振片可通过所谓卷对卷(roll-to-roll)方法与沿长度方向具有慢相轴的相位差膜层叠。在一个实施方案中，吸收轴基本上平行于长度方向或宽度方向，且偏振片的两端部经历平行于长度方向的开缝(slitting)。在这样的构造下，当开缝操作参考偏振片的端面来进行时，可轻易地制造各自具有非偏光部且沿适当方向各自具有吸收轴的多个偏振片。
当非偏光部具有凹部时，认为能够在长条状的偏振片中产生的不便会发生。这样的不便的可能实例包括：当将长条状的偏振片卷绕成卷状时，凹部作为卷痕转印在其中偏振片的不同部位彼此重叠的部分的可能性；以及，在偏振片与如保护膜等任意其它构成构件结合时，由于凹部的影响而产生气泡的可能性。可想到的是，这样的不便可通过如上所述地减少凹部的深度来抑制。可想到的是，结果，可抑制会由这样的不便导致的从长条状的偏振片制得的片状的偏振片之间的品质变化。
B.偏光板
偏振片100可实用上提供为偏光板。因此，本发明也可提供偏光板。图5为根据本发明的一个实施方案的偏光板的示例性截面图。在图5中，省略凹部22。偏光板300包括偏振片100和配置于偏振片100两侧的保护膜110和120。在表明的实例中，虽然保护膜配置于偏振片的两侧，但保护膜可仅配置于其一侧。作为形成保护膜的材料，给出的是例如，如二乙酰纤维素或三乙酰纤维素等的纤维素系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂、如聚丙烯等的烯烃系树脂、如聚对苯二甲酸乙二酯系树脂等的酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、和这些树脂的共聚物树脂。依据目的和所期望的结构，可省略保护膜110和120中之一。本文使用的简单术语“保护膜”意味着像保护膜110和120各个的偏振片保护膜，并且与在C项中说明的表面保护膜(配置成操作时暂时保护偏光板的膜)不同。在表明的实例中，说明了包括片状的偏振片100的偏光板(即，片状的偏光板)，但偏光板可具有片状或可具有长条状。长条状的偏光板可通过借由例如卷对卷方法层叠长条状的偏振片和长条状的保护膜来制得。片状的偏光板可通过在片状的偏振片上层叠片状的保护膜来制得，或可从长条状的偏光板切出从而具有预定尺寸。
保护膜的厚度典型地为10μm至100μm。保护膜典型地经由粘合层(具体而言，粘接剂层、压敏粘合剂层)层叠在偏振片上。粘接剂层典型地由PVA系粘接剂或活化能量射线固化型粘接剂形成。压敏粘合剂层典型地由丙烯酸系压敏粘合剂形成。在一个实施方案中，保护膜的厚度为80μm以下。使用具有这样的厚度的保护膜可有助于制得的偏光板的薄型化。在其中偏光板具有长条状的实施方案中，当将通过将具有这样的厚度的保护膜配置在具有在一面侧形成的凹部的偏振片的另一面侧制得的长条状偏光板卷绕成卷状时，会容易产生如凹部作为卷痕转印在保护膜上等的问题。在这样的实施方案中，可显著地获得减少凹部的深度的好处。
偏光板300实用上包括压敏粘合剂层130作为最外层。压敏粘合剂层130典型地用作图像显示装置侧的最外层。隔离膜132以可剥离的方式暂时粘合在压敏粘合剂层130上，从而保护压敏粘合剂层直至实际使用该层并且确保形成卷。
偏光板300可依据目的进一步包括任意适当的光学功能层。光学功能层的典型实例包括相位差膜(光学补偿膜)和表面处理层。例如，相位差膜可配置在保护膜120与压敏粘合剂层130之间(未示出)。相位差膜的光学特性(例如，折射率椭圆体、面内相位差、厚度方向相位差)可依据例如目的和图像显示装置的特性适当地设定。例如，当图像显示装置为IPS模式的液晶显示装置时，可配置折射率椭圆体为nx>ny>nz的相位差膜和折射率椭圆体为nz>nx>ny的相位差膜。相位差膜也可用作保护膜。在此情况中，可省略保护膜120。相反地，保护膜120可具有光学补偿功能(即，该膜可依据目的具有适当的折射率椭圆体、适当的面内相位差和适当的厚度方向相位差)。符号“nx”表示其中膜面内的折射率变为最大的方向(即，慢相轴方向)上的折射率，符号“ny”表示在膜面内垂直于慢相轴的方向上的折射率，并且符号“nz”表示厚度方向上的折射率。
表面处理层可配置于保护膜110的外侧(未示出)。表面处理层的典型实例包括硬涂层、防反射层和防眩层。出于提高偏振片的加湿耐久性的目的，表面处理层优选为例如透湿度低的层。出于例如防止偏光板表面受伤的目的，设置硬涂层。硬涂层可通过以下来形成：例如，向表面施加基于如丙烯酸系紫外线固化型树脂或硅酮系紫外线固化型树脂等的适当的紫外线固化型树脂的固化涂膜，所述固化涂膜在硬度和滑动特性等方面优异。硬涂层优选的铅笔硬度为2H以上。防反射层为出于防止在偏光板表面上环境光的反射的目的而设置的低反射层。防反射层的实例包括：如日本特开2005-248173号公报揭示的借由利用由光干涉作用展现的反射光消除效果来防止反射的薄层型、和如日本特开2011-2759号公报揭示的赋予表面以微细结构从而呈现低反射率的表面结构型。出于例如防止由于在偏光板表面上环境光的反射而妨碍观看穿透偏光板发出的光的目的，设置防眩层。防眩层通过例如，根据例如基于喷砂系统或压花系统的表面粗糙化系统、或涉及配混透明细颗粒的系统等的适当的系统，赋予表面以微细凹凸结构来形成。防眩层也可用作用于散射穿透偏光板发出的光以放大视角等的扩散层(视角放大功能等)。保护膜110的表面可以经历类似的表面处理，代替设置表面处理层。
C.偏振片的制造方法
以下，说明本发明的偏振片的制造方法。为方便起见，说明长条状的偏振片的制造方法。片状的偏振片可通过将制得的长条状的偏振片切断成预定尺寸而制得。
C-1.偏振片的制造
构成偏振片的树脂膜(典型地，PVA系树脂膜)可为单一的薄膜，或可为形成在树脂基材上的树脂层(典型地，PVA系树脂层)。PVA系树脂层可通过在树脂基材上涂布含有PVA系树脂的涂布液而形成，或可通过在树脂基材上层叠PVA系树脂膜而形成。以下，具体地说明其中偏振片为形成在树脂基材上的PVA系树脂层的情况。在此，说明了其中通过涂布来形成PVA系树脂层的情况，但也同样适用于其中层叠PVA系树脂膜的情况。在其中偏振片为单一PVA系树脂膜的情况中，偏振片可通过在本技术领域中公知惯用的方法来制造，由此省略详细说明。
C-1-1.树脂基材和PVA系树脂层的层叠体的制造
最初，树脂基材和PVA系树脂层的层叠体通过以下来制造：在树脂基材上涂布含有PVA系树脂的涂布液，并干燥该液体，从而形成PVA系树脂层。
任意适当的热塑性树脂可用作树脂基材的形成材料。热塑性树脂的实例包括：如聚对苯二甲酸乙二酯系树脂等的酯系树脂；如降冰片烯系树脂等的环烯烃系树脂；如聚丙烯等的烯烃系树脂；聚酰胺系树脂；聚碳酸酯系树脂；和这些树脂的共聚物树脂。其中，优选降冰片烯系树脂和无定形的聚对苯二甲酸乙二酯系树脂。
在一个实施方案中，优选使用无定形的(未结晶的)聚对苯二甲酸乙二酯系树脂。其中，特别地，优选使用非结晶性的(不易结晶的)聚对苯二甲酸乙二酯系树脂。非结晶性的聚对苯二甲酸乙二酯系树脂的具体实例包括：进一步含有作为二羧酸的间苯二甲酸的共聚物；和进一步含有作为二醇的环己烷二甲醇的共聚物。
当水中拉伸模式用于后述的拉伸中时，上述树脂基材吸收水，且水可以起像增塑剂的作用以使基材塑化。结果，拉伸应力可大幅降低，由此层叠体可以以高倍率拉伸。因此，可实现比空中拉伸时更优异的拉伸性。结果，可制造具有优异的光学特性的偏振片。在一个实施方案中，树脂基材的吸水率优选为0.2％以上，更优选0.3％以上。同时，树脂基材的吸水率优选为3.0％以下，更优选1.0％以下。使用这样的树脂基材可防止例如由于制造时尺寸稳定性显著降低导致的制得的偏振片外观恶化等的不便。此外，该使用可防止水中拉伸时基材断裂和PVA系树脂层从树脂基材剥离。树脂基材的吸水率可通过例如将改性基团导入形成材料中来调整。吸水率为依据JIS K 7209求得的值。
树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)优选为170℃以下。使用这样的树脂基材可在抑制PVA系树脂层的结晶的同时充分地确保层叠体的拉伸性。此外，考虑树脂基材通过水而塑化和良好地进行水中拉伸，玻璃化转变温度更优选为120℃以下。在一个实施方案中，树脂基材的玻璃化转变温度优选为60℃以上。使用这样的树脂基材防止在涂布和干燥含有PVA系树脂的涂布液时例如树脂基材变形(例如，产生凹凸、弯曲及皱折)等的不便，由此确保良好地制造层叠体。此外，该使用确保在适当的温度(例如，大约60℃)下良好地进行PVA系树脂层的拉伸。在另一个实施方案中，玻璃化转变温度可低于60℃，只要树脂基材在涂布和干燥含有PVA系树脂的涂布液时不变形即可。树脂基材的玻璃化转变温度可通过例如将改性基团导入形成材料中，或使用结晶材料作为形成材料并加热该材料来调整。玻璃化转变温度(Tg)为依据JIS K 7121求得的值。
树脂基材的拉伸前的厚度优选为20μm至300μm，更优选50μm至200μm。当该厚度小于20μm时，会变得难以形成PVA系树脂层。当该厚度超过300μm时，在例如在水中拉伸时，需要长时间来使树脂基材吸收水，并且需要过大负荷来拉伸的方面，存在风险。
形成PVA系树脂层的PVA系树脂如上述A项中所说明。
上述涂布液典型地为其中PVA系树脂溶解于溶剂中的溶液。溶剂的实例包括：水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮、各种二醇类、如三羟甲基丙烷等的多元醇类、如乙二胺和二亚乙基三胺等的胺类。这些溶剂可单独使用或以其组合使用。其中，优选水。溶液的PVA系树脂浓度相对于100重量份的溶剂优选为3重量份至20重量份。这样的树脂浓度确保了紧密地粘合于树脂基材的均一的涂布膜的形成。
涂布液可配混有添加剂。添加剂的实例包括增塑剂和表面活性剂。增塑剂的实例包括如乙二醇和甘油等的多元醇。表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂。出于进一步提高制得的PVA系树脂层的均一性、染色性和拉伸性的目的，可以使用任意这样的添加剂。
任意适当的方法可用作涂布液的涂布方法。其实例包括：辊涂法、旋涂法、线棒涂布法、浸涂法、模涂布法、帘式涂布法、喷涂法、刮刀涂布法(例如逗号涂布法)。
涂布和干燥涂布液的温度优选为50℃以上。
PVA系树脂层的拉伸前的厚度优选为3μm至40μm，更优选3μm至20μm。
在形成PVA系树脂层之前，树脂基材可经历表面处理(例如，电晕处理)，或易粘合层可形成在树脂基材上。进行任意这样的处理可提高树脂基材与PVA系树脂层之间的密着性。
C-1-2.层叠体的拉伸
任意适当的方法可用作层叠体的拉伸方法。具体而言，可采用固定端拉伸，或可采用自由端拉伸(例如，涉及使层叠体经过圆周速度不同的辊之间而单轴拉伸该层叠体的方法)。其中，优选自由端拉伸。
层叠体的拉伸方向可适当设定。在一个实施方案中，沿长条状的层叠体的长度方向进行拉伸。结果，制得的偏振片的吸收轴可呈现在长度方向上。在此情况中，典型地采用涉及使层叠体经过圆周速度不同的辊之间而拉伸该层叠体的方法。在另一个实施方案中，沿长条状的层叠体的宽度方向进行拉伸。结果，制得的偏振片的吸收轴可呈现在宽度方向上。在此情况中，典型地采用涉及用拉幅机拉伸改善该层叠体的方法。
拉伸模式没有特别限制，可为空中拉伸模式，或可为水中拉伸模式。其中，优选水中拉伸模式。依据水中拉伸模式，拉伸可在比树脂基材或PVA系树脂层的玻璃化转变温度(典型地，大约80℃)低的温度下进行，由此PVA系树脂层可在抑制其结晶化的同时以高倍率拉伸。结果，可制造具有优异的光学特性的偏振片。
层叠体的拉伸可以以一个阶段进行，或可以以多个阶段进行。当拉伸以多个阶段进行时，例如，可组合上述自由端拉伸和固定端拉伸，或可组合上述水中拉伸模式和空中拉伸模式。此外，当拉伸以多个阶段进行时，后述的层叠体的拉伸倍率(最大拉伸倍率)为各阶段的拉伸倍率的乘积。
层叠体的拉伸温度可依据例如树脂基材的形成材料和拉伸模式设定为任意适当的值。当采用空中拉伸模式时，拉伸温度优选为等于或大于树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)，更优选为等于或大于树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)+10℃，特别优选为等于或大于Tg+15℃。同时，层叠体的拉伸温度优选为170℃以下。当在这样的温度下进行拉伸时，抑制了PVA系树脂急速地进行结晶，由此可抑制由于该结晶产生的不便(例如，妨碍PVA系树脂层通过拉伸而取向)。
当采用水中拉伸模式时，拉伸浴的液温优选为40℃至85℃，更优选50℃至85℃。在这样的温度下，拉伸可在抑制PVA系树脂层的溶解的同时以高倍率进行。具体而言，如上所述，与形成PVA系树脂层的相关，基材的玻璃化转变温度(Tg)优选为60℃以上。在此情况中，当拉伸温度低于40℃时，即使考虑树脂基材通过水而塑化，也存在无法良好地进行拉伸的风险。同时，随着拉伸浴的温度增加，存在PVA系树脂层的溶解性升高，由此无法得到优异的光学特性的风险。层叠体浸渍于拉伸浴中的时间优选为15秒至5分钟。
当采用水中拉伸模式时，层叠体优选在浸渍于硼酸水溶液的同时拉伸(硼酸水中拉伸)。使用硼酸水溶液作为拉伸浴可对PVA系树脂层赋予确保该层耐受拉伸时施加的张力的刚性和防止该层溶解于水中的耐水性。具体而言，硼酸可在水溶液中产生四羟基硼酸阴离子从而借由氢键与PVA系树脂交联。结果，将刚性和耐水性赋予至PVA系树脂层，由此可良好地拉伸该层。因此，可制造具有优异的光学特性的偏振片。
上述硼酸水溶液优选通过将硼酸和/或硼酸盐溶解于作为溶剂的水中来制得。相对于100重量份的水，硼酸的浓度优选为1重量份至10重量份。硼酸的浓度设定为1重量份以上可有效地抑制PVA系树脂层的溶解，由此确保了具有更高特性的偏振片。除了硼酸或硼酸盐以外，也可使用通过例如将如硼砂等的硼化合物、乙二醛或戊二醛溶解于溶剂中制得的水溶液。
当使PVA系树脂层预先通过后述的染色来吸附二色性物质(典型地，碘)时，上述拉伸浴(硼酸水溶液)优选配混有碘化物。该浴配混有碘化物可抑制已经使PVA系树脂层吸附的碘溶出。碘化物的实例包括：碘化钾，碘化锂，碘化钠，碘化锌，碘化铝，碘化铅，碘化铜，碘化钡，碘化钙，碘化锡，碘化钛。其中，优选碘化钾。相对于100重量份的水，碘化物的浓度优选为0.05重量份至15重量份，更优选0.5重量份至8重量份。
相对于层叠体的原始长度，层叠体的拉伸倍率(最大拉伸倍率)优选为5.0倍以上。通过例如采用水中拉伸模式(硼酸水中拉伸)，可实现这样的高的拉伸倍率。本文使用的术语“最大拉伸倍率”是指层叠体断裂前即刻的拉伸倍率，并且是指比层叠体断裂时的拉伸倍率的分开测定值低0.2的值。
在优选的实施方案中，在层叠体已经在高温(例如，95℃以上)下经历空中拉伸之后，进行上述硼酸水中拉伸和后述的染色。这样的空中拉伸以下称为“空中辅助拉伸”，这是因为该拉伸可当作对于硼酸水中拉伸的预备或辅助的拉伸。
当空中辅助拉伸与硼酸水中拉伸组合时，层叠体可在一些情况中以更高倍率拉伸。结果，可制造具有更优异的光学特性(例如，偏光度)的偏振片。例如，当聚对苯二甲酸乙二酯用作树脂基材时，在组合空中辅助拉伸和硼酸水中拉伸的情况中，与拉伸仅通过硼酸水中拉伸来进行的情况相比，层叠体可在大程度地抑制树脂基材的取向的同时拉伸。随着该树脂基材的取向性提高，拉伸张力增加，由此变得难以稳定地拉伸层叠体或层叠体断裂。因此，当层叠体在抑制树脂基材的取向的同时拉伸时，层叠体可以以更高倍率拉伸。
此外，当空中辅助拉伸与硼酸水中拉伸组合时，提高PVA系树脂的取向性，由此即使在硼酸水中拉伸之后，也可提高PVA系树脂的取向性。具体而言，进行以下推定：当PVA系树脂的取向性预先通过空中辅助拉伸来提高时，在硼酸水中拉伸时，PVA系树脂与硼酸容易交联，并且层叠体在硼酸用作结点的状态下拉伸，由此即使在硼酸水中拉伸之后，也提高PVA系树脂的取向性。结果，可制造具有优异的光学特性(例如，偏光度)的偏振片。
空中辅助拉伸中的层叠体的拉伸倍率优选为3.5倍以下。空中辅助拉伸中的层叠体的拉伸温度优选为等于或大于PVA系树脂的玻璃化转变温度。拉伸温度优选为95℃至150℃。相对于层叠体的原始长度，组合空中辅助拉伸和硼酸水中拉伸时层叠体的最大拉伸倍率优选为5.0倍以上，更优选5.5倍以上，又更优选6.0倍以上。
C-1-3.染色
上述染色典型地通过使PVA系树脂层吸附二色性物质(优选为碘)来进行。该吸附方法为例如，涉及将PVA系树脂层(层叠体)浸渍于含有碘的染色液中的方法、涉及将该染色液涂布在该PVA系树脂层上的方法、或涉及将该染色液喷雾在PVA系树脂层上的方法。其中，优选的是涉及将层叠体浸渍于染色液中的方法。这是因为碘可良好地吸附至层叠体。
上述染色液优选为碘水溶液。相对于100重量份的水，碘的配混量优选为0.1重量份至0.5重量份。为了提高水中的碘的溶解度，碘水溶液优选配混有碘化物。碘化物的具体实例如上所述。相对于100重量份的水，碘化物的配混量优选为0.02重量份至20重量份，更优选0.1重量份至10重量份。染色时的染色液的液温优选为20℃至50℃，以致可抑制PVA系树脂的溶解。当将PVA系树脂层浸渍于染色液中时，浸渍时间优选为5秒至5分钟，以致可确保PVA系树脂层的透射率。此外，可设定染色条件(浓度、液温、浸渍时间)以致最终制得的偏振片的偏光度或单层透射率可落在预定范围内。在一个实施方案中，设定浸渍时间以致制得的偏振片的偏光度可为99.98％以上。在另一个实施方案中，设定浸渍时间以致制得的偏振片的单层透射率为40％至44％。
染色处理可在任意适当的时机进行。当进行水中拉伸时，染色处理优选在水中拉伸之前进行。
C-1-4.其它处理
除了拉伸和染色以外，上述层叠体可适当经历用于将该PVA系树脂层转变为偏振片(或偏振片中间体)的处理。用于将所述层转变为偏振片的处理的实例包括：不溶化处理、交联处理、洗涤处理、和干燥处理。这些处理各自的次数和进行这些处理的顺序等没有特别限制。
上述不溶化处理典型地通过将PVA系树脂层浸渍于硼酸水溶液中来进行。进行不溶化处理可将耐水性赋予至PVA系树脂层。相对于100重量份的水，该硼酸水溶液的浓度优选为1重量份至4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液温优选为20℃至50℃。不溶化处理优选在水中拉伸和染色处理之前进行。
上述交联处理典型地通过将PVA系树脂层浸渍于硼酸水溶液中来进行。进行交联处理可将耐水性赋予至PVA系树脂层。相对于100重量份的水，该硼酸水溶液的浓度优选为1重量份至5重量份。此外，当交联处理在染色处理之后进行时，该溶液优选进一步配混有碘化物。该溶液配混有碘化物可抑制已经使PVA系树脂层吸附的碘溶出。相对于100重量份的水，碘化物的配混量优选为1重量份至5重量份。碘化物的具体实例如上所述。交联浴(硼酸水溶液)的液温优选为20℃至60℃。交联处理优选在水中拉伸之前进行。在优选的实施方案中，依序进行染色处理、交联处理和水中拉伸。
上述洗涤处理典型地通过将PVA系树脂层浸渍于碘化钾水溶液中来进行。上述干燥处理的干燥温度优选为30℃至100℃。
如上所述，偏振片(偏振片中间体)形成在树脂基材上。依需要进行保护膜的贴合和/或树脂基材的剥离。在一个实施方案中，保护膜通过卷对卷方法贴合至树脂基材和偏振片的层叠体的偏振片表面，然后剥离树脂基材。因而，制得偏振片和保护膜的层叠体(偏光板)。该偏光板中的保护膜可典型地对应于图5的保护膜(图像显示装置侧的保护膜)120。如上所述，该保护膜可具有光学补偿功能。在此，偏振片中间体意味着在形成非偏光部之前的偏振片，且意欲与具有非偏光部的本发明的偏振片区别。因此，本文中，偏振片中间体在上下文中可简称为“偏振片”。本领域技术人员参考本文给出的说明可容易地理解，术语“偏振片”意味着偏振片中间体或意味着本发明的偏振片。
C-2.非偏光部的形成
接着，本发明的偏振片通过在上述C-1项中制得的偏振片中间体的预定位置形成非偏光部来制得。当偏振片(偏振片中间体)由涂布在树脂基材上的PVA系树脂层形成时，树脂基材和偏振片的层叠体或保护膜和偏振片的层叠体(偏光板)典型地经历非偏光部的形成。当偏振片(偏振片中间体)为单一树脂膜时，单独的偏振片或保护膜和偏振片的层叠体(偏光板)典型地经历非偏光部的形成。以下，具体地说明非偏光部的形成。作为典型实例，说明在保护膜和偏振片的层叠体(以下，在本项中简称为“偏光板”)中通过基于化学处理的脱色(以下有时称为“化学脱色处理”)而在偏振片(偏振片中间体)中形成非偏光部的情况。本领域技术人员可了解的是相同的过程也适用于具有任意其它结构的偏振片中间体(例如，作为单一树脂膜的偏振片中间体)。
如图6所示，具有根据预定图案配置的贯通孔的表面保护膜通过卷对卷方法贴合至偏光板的偏振片侧的表面。本文使用的术语“卷对卷方法”意味着，卷状的薄膜在输送的同时在它们的长度方向彼此对齐的情况下彼此贴合。具有贯通孔的表面保护膜经由任意适当的压敏粘合剂以可剥离的方式贴合在偏振片上。当使用具有贯通孔的表面保护膜时，可进行基于浸渍于脱色液中的脱色处理，由此可以以非常高的制造效率制得本发明的偏振片。为方便起见，具有贯通孔的表面保护膜可称为“第一表面保护膜”。
如上所述，第一表面保护膜具有根据预定图案配置的贯通孔。设置贯通孔的位置与偏振片(偏振片中间体)的形成非偏光部的位置相对应。图6所示的贯通孔的配置图案与图4A所示的非偏光部的配置图案相对应。贯通孔可各自具有任意适当的形状。贯通孔的形状与形成的非偏光部的俯视形状相对应。贯通孔可各自通过例如机械冲孔(例如，冲切、雕刻刀冲孔、绘图机、水刀)或去除(例如，激光剥蚀或化学溶解)薄膜的预定部分来形成。
第一表面保护膜优选为硬度(例如，弹性模量)高的膜。这是因为可防止输送和/或贴合时的贯通孔变形。作为第一表面保护膜的形成材料，给出的是例如：如聚对苯二甲酸乙二酯系树脂等的酯系树脂；如降冰片烯系树脂等的环烯烃系树脂；如聚丙烯等的烯烃系树脂；聚酰胺系树脂；聚碳酸酯系树脂；这些树脂的共聚物树脂。其中，优选酯系树脂(特别是聚对苯二甲酸乙二酯系树脂)。这样的材料具有弹性模量充分高，由此即使在输送和/或贴合时施加张力，贯通孔的变形也难以产生的优点。
第一表面保护膜的厚度典型地为20μm至250μm，优选为30μm至150μm。这样的厚度具有即使在输送和/或贴合时施加张力，贯通孔的变形也难以产生的优点。
第一表面保护膜的弹性模量优选为2.2kN/mm2至4.8kN/mm2。当第一表面保护膜的弹性模量落在这样的范围内时，获得以下优点：即使在输送和/或贴合时施加张力，贯通孔的变形也难以产生。弹性模量依据JIS K 7161测得。
第一表面保护膜的拉伸伸长率优选为90％至170％。当第一表面保护膜的拉伸伸长率落在这样的范围内时，获得以下优点：在输送中膜难以断裂。拉伸伸长率依据JIS K7161测得。
同时，第二表面保护膜通过卷对卷方法贴合在偏光板的保护膜侧的表面上。第二表面保护膜经由任意适当的压敏粘合剂以可剥离的方式贴合在保护膜上。使用第二表面保护膜能够在基于浸渍的脱色处理中适当地保护偏光板(偏振片中间体/保护膜)。除了未设置贯通孔以外与第一表面保护膜同样的膜可用作第二表面保护膜。此外，像聚烯烃(例如，聚乙烯)膜的柔软(例如，弹性模量低)膜也可用作第二表面保护膜。第二表面保护膜可与第一表面保护膜同时地贴合，可在贴合第一表面保护膜前贴合，或可在贴合第一表面保护膜后贴合。第二表面保护膜优选在贴合第一表面保护膜前贴合。这样的程序具有以下优点：防止保护膜受伤；和防止在第一表面保护膜中形成的贯通孔在卷取时作为印痕转印在保护膜上。当在贴合第一表面保护膜前贴合第二表面保护膜时，例如，可进行以下。制造偏振片保护膜和第二表面保护膜的层叠体，并将该层叠体贴合在树脂基材和偏振片的层叠体上。之后，剥离树脂基材，并将第一表面保护膜贴合在该剥离面上。
接着，如图7所示，第一表面保护膜、偏振片(偏振片中间体)、保护膜和第二表面保护膜的层叠体经历化学脱色处理。化学脱色处理涉及使层叠体与碱性溶液接触。在碘用作二色性物质的情况中，当使碱性溶液接触树脂膜的所期望部位时，可轻易地减少接触部的碘含量。
层叠体与碱性溶液之间的接触可通过任意适当的手段来进行。其典型实例包括：将层叠体浸渍于碱性溶液中；和将碱性溶液涂布或喷雾在层叠体上。其中，优选浸渍。这是因为以下原因：如图7所示，脱色处理可以在输送层叠体的同时进行，由此制造效率显著地提高。如上所述，使用第一表面保护膜(和依需要，第二表面保护膜)确保了浸渍。具体而言，当层叠体浸渍于碱性溶液中时，偏振片(偏振片中间体)中仅与第一表面保护膜的贯通孔相对应的部分与碱性溶液接触。例如，在偏振片(偏振片中间体)含有碘作为二色性物质的情况中，当使偏振片(偏振片中间体)与碱性溶液彼此接触时，减少了偏振片(偏振片中间体)的与碱性溶液的接触部分的碘浓度。结果，非偏光部可选择地仅形成在该接触部分(可通过第一表面保护膜的贯通孔来设定)。如上所述，依据本实施方案，以非常高的制造效率而没有任何复杂操作，非偏光部可选择地形成在偏振片(偏振片中间体)的预定部分。在碘残留在制得的偏振片中的情况中，即使当非偏光部通过破坏碘络合物来形成时，也存在随着偏振片的使用而再度形成碘络合物，由此非偏光部没有所期望特性的风险。在本实施方案中，通过后述的碱性溶液的去除，碘本身从偏振片(实质上是非偏光部)去除。结果，可防止非偏光部的特性随着偏振片的使用而变化。此外，依据如上所述的这样的接触方法，凹部可仅形成在树脂膜的一面侧。在此情况中，与凹部形成于树脂膜的两面的情况相比，凹部的深度的控制变得显著更容易。结果，变得更易于抑制对偏振片的外观的影响。
更详细地说明用碱性溶液来形成非偏光部。在已经与偏振片(偏振片中间体)的预定部分接触之后，碱性溶液浸透至该预定部分中。该预定部分中的碘络合物由碱性溶液中的碱还原而成为碘离子。碘络合物还原为碘离子实质上消除了该部分的偏光性能，由此导致在该部分中形成非偏光部。此外，碘络合物的还原提高该部分的透射率。已经变为碘离子的碘从该部分移动至碱性溶液的溶剂中。结果，借由后述的碱性溶液的去除，碘离子也与碱性溶液一起从该部分中去除。因而，非偏光部(低浓度部)选择性地形成在偏振片(偏振片中间体)的预定部分，并且该非偏光部为不会随时间变化的稳定部分。通过调整例如第一表面保护膜的材料、厚度和机械特性，碱性溶液的浓度，和层叠体浸渍于碱性溶液中的时间，可防止碱性溶液浸渗透到不期望的部分(结果，在不期望的部分中形成非偏光部)。
任意适当的碱性化合物可用作上述碱性溶液中的碱性化合物。碱性化合物的实例包括：如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等的碱金属的氢氧化物；如氢氧化钙等的碱土金属的氢氧化物；如碳酸钠等的无机碱金属盐；如乙酸钠等的有机碱金属盐；和氨水。其中，优选使用碱金属和/或碱土金属的氢氧化物，更优选使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂。使用这样的碱性化合物可有效地使碘络合物离子化，由此可更简便地形成非偏光部。这些碱性化合物可单独使用或以其组合使用。
任意适当的溶剂可用作上述碱性溶液的溶剂。其具体实例包括：水；如乙醇和甲醇等的醇；醚；苯；氯仿；和这些溶剂的混合溶剂。溶剂优选为水或醇，这是因为碘离子良好地移动至溶剂中，由此在后来去除碱性溶液时可轻易去除碘离子。
上述碱性溶液的浓度为例如0.01N至5N，优选为0.05N至3N，更优选0.1N至2.5N。当碱性溶液的浓度落在这样的范围内时，可有效地减少偏振片(偏振片中间体)中的碘浓度，且可防止碘络合物在除了预定部分以外的部分中离子化。此外，在这样的浓度下，可轻易地控制可形成的凹部的深度。
上述碱性溶液的液温为例如20℃至50℃。层叠体(实质上是偏振片中间体的预定部分)与碱性溶液彼此接触的时间可依据偏振片中间体的厚度、使用的碱性溶液中的碱性化合物的种类和碱性化合物的浓度来设定，并且为例如5秒至30分钟。当接触时间落在这样的范围内时，可形成具有适当深度的凹部。
硼酸可引入偏振片(树脂膜)中。在例如拉伸处理或交联处理时，通过使硼酸溶液(例如，硼酸水溶液)与偏振片接触，可引入硼酸。偏振片(树脂膜)的硼酸含量为例如10重量％至30重量％。此外，与碱性溶液的接触部中的硼酸含量为例如5重量％至12重量％。
在与上述碱性溶液接触之后，在已经接触碱性溶液的接触部中，树脂膜中的碱金属和/或碱土金属的量减少。减少碱金属和/或碱土金属的量可提供尺寸稳定性优异的低浓度部。具体而言，即使在加湿环境下，也可原样地维持通过与碱性溶液接触所形成的低浓度部的形状。
当使碱性溶液接触树脂膜时，碱金属和/或碱土金属的氢氧化物可残留在接触部中。此外，当使碱性溶液接触树脂膜时，可在接触部中生成碱金属和/或碱土金属的金属盐。氢氧化物或金属盐可生成氢氧根离子，且生成的氢氧根离子对存在于接触部周围的二色性物质(例如，碘络合物)起作用(分解或还原)，从而扩大非偏光区域(低浓度区域)。因此，推测的是，当减少碱金属和/或碱土金属的盐的量时，抑制了非偏光区域随着时间而扩大，由此可维持所期望的非偏光部的形状。
可生成氢氧根离子的金属盐为例如硼酸盐。硼酸盐可通过树脂膜中的硼酸与碱性溶液(碱金属的氢氧化物和/或碱土金属的氢氧化物的溶液)的中和而生成。例如，当将偏振片置于加湿环境下时，如下述式所示地，硼酸盐(偏硼酸盐)会水解而生成氢氧根离子。
Figure GDA0001523057170000241
式中，X表示碱金属或碱土金属。
优选地减少在接触部中的碱金属和/或碱土金属的含量，以致该含量可为3.6重量％以下，优选为2.5重量％以下，更优选1.0重量％以下，又更优选0.5重量％以下。
碱金属和/或碱土金属可通过使树脂膜经历用于将该膜转变为偏振片的各种处理而引入树脂膜中。例如，钾可通过使如碘化钾等的碘化物的溶液与树脂膜接触而引入树脂膜中。如上所述典型地引入偏振片中的碱金属和/或碱土金属不会不利地影响各低浓度部的尺寸稳定性。
涉及使处理液接触与碱性溶液的接触部的方法优选用作上述减少方法。这样的方法可使碱金属和/或碱土金属从树脂膜移动至处理液中，从而减少含量。
任意适当的方法可用作处理液的接触方法。其实例包括：涉及向与碱性溶液的接触部上，滴下、涂布、喷雾处理液的方法；和涉及将与碱性溶液的接触部浸渍于处理液中的方法。
当树脂膜在接触碱性溶液时受任意适当的保护材料保护时，处理液优选与保持原样的该膜接触(特别是在处理液的温度为50℃以上的情况中)。这样的模式可防止在除了与碱性溶液的接触部以外的部位中由于处理液导致的偏光特性的降低。
上述处理液可含有任意适当的溶剂。溶剂的实例包括：水；如乙醇和甲醇等的醇；醚；苯；氯仿；和这些溶剂的混合溶剂。其中，从使碱金属和/或碱土金属有效地移动的观点来看，优选使用水或醇。任意适当的水可用作该水。其实例包括自来水、纯水和去离子水。
接触时的处理液的温度为例如20℃以上，优选为50℃以上，更优选60℃以上，又更优选70℃以上。这样的温度可使碱金属和/或碱土金属有效地移动至处理液中。具体而言，该温度可使树脂膜的溶胀率显著地提高，以便物理地去除树脂膜中的碱金属和/或碱土金属。同时，处理液的温度实质为95℃以下。
接触部与处理液彼此接触的时间可依据例如接触方法、处理液(水)的温度、树脂膜的厚度来适当调整。例如，当接触部浸渍于温水中时，接触时间优选为10秒至30分钟，更优选30秒至15分钟，又更优选60秒至10分钟。
在一个实施方案中，酸性溶液用作上述处理液。使用酸性溶液可中和残留于树脂膜中的碱金属和/或碱土金属的氢氧化物，以便化学地去除树脂膜中的碱金属和/或碱土金属。
任意适当的酸性化合物可用作酸性溶液中的酸性化合物。酸性化合物的实例包括：如盐酸、硫酸、硝酸、氟化氢、硼酸等的无机酸；如甲酸、草酸、柠檬酸、乙酸、安息香酸等的有机酸。其中，优选无机酸作为酸性溶液中的酸性化合物，且更优选盐酸、硫酸或硝酸。这些酸性化合物可单独使用或以其组合使用。
优选的是，酸度比硼酸强的酸性化合物用作上述酸性化合物。这是因为该化合物也可对碱金属和/或碱土金属的金属盐(硼酸盐)起作用。具体而言，树脂膜中的碱金属和/或碱土金属可通过使硼酸从硼酸盐游离而化学地去除。
上述酸度的指标为例如酸解离常数(pKa)，优选使用pKa比硼酸的pKa(9.2)小的酸性化合物。具体而言，pKa优选小于9.2，更优选5以下。pKa可使用任意适当的测量装置来测量，并且可参照记载于例如“Chemical Handbook Fundamentals，第5版修订”(TheChemical Society of Japan编辑，Maruzen Publishing Co.,Ltd.)等的文献中的值。此外，在酸性化合物分多个阶段解离的情况中，在各阶段中的pKa值可改变。当使用这样的酸性化合物时，使用各阶段中的pKa值的任何之一落在上述范围内的这样的化合物。本文使用的pKa是指在25℃的水溶液中的值。
酸性化合物的pKa与硼酸的pKa之间的差为例如2.0以上，优选为2.5至15，更优选2.5至13。当该差落在这样的范围内时，使碱金属和/或碱土金属可有效地移动至处理液中，结果，可实现各低浓度部中的所期望的碱金属和/或碱土金属的含量。
可满足上述pKa的酸性化合物的实例包括：如盐酸(pKa：-3.7)、硫酸(pK2：1.96)、硝酸(pKa：-1.8)、氟化氢(pKa：3.17)和硼酸(pKa：9.2)等的无机酸；如甲酸(pKa：3.54)、草酸(pK1：1.04、pK2：3.82)、柠檬酸(pK1：3.09、pK2：4.75、pK3：6.41)、乙酸(pKa：4.8)和安息香酸(pKa：4.0)等的有机酸。
酸性溶液(处理液)的溶剂如上所述，同时在酸性溶液用作处理液的本实施方案中，树脂膜中的碱金属和/或碱土金属的物理去除可发生。
上述酸性溶液的浓度为例如0.01N至5N，优选为0.05N至3N，更优选0.1N至2.5N。
上述酸性溶液的液温为例如20℃至50℃。树脂膜接触酸性溶液的时间可依据树脂膜的厚度、酸性化合物的种类、和酸性溶液的浓度来设定，并且例如为5秒至30分钟。
除了上述处理以外，树脂膜可进一步经历任意适当的其它处理。其它处理的实例包括去除碱性溶液和/或酸性溶液、和洗涤。
去除碱性溶液和/或酸性溶液的方法具体地为例如：通过用废布等擦拭而去除、通过吸引而去除、自然干燥、加热干燥、送风干燥、或真空干燥。干燥温度为例如20℃至100℃。干燥时间为例如5秒至600秒。
洗涤处理通过任意适当的方法来进行。用于洗涤处理的溶液的实例包括：纯水、如甲醇和乙醇等的醇、酸性水溶液、和这些溶液的混合溶剂。如图7所示，洗涤典型地在输送层叠体的同时进行。洗涤处理可在任意适当的阶段进行。洗涤处理可进行多次。
在如上所述地已经形成非偏光部之后，可典型地剥离和去除第一表面保护膜和第二表面保护膜。
因而，非偏光部根据预定的配置图案形成在长条状的偏振片(偏振片中间体)的预定位置，由此可制得根据本发明实施方案的长条状的偏振片。如上所述，片状的偏振片可通过例如将长条状的偏振片切断成预定尺寸制得。
D.图像显示装置
本发明的图像显示装置包括上述偏振片。偏振片依照图像显示装置的尺寸切断。图像显示装置的实例包括液晶显示装置和有机EL设备。具体而言，液晶显示装置包括液晶面板，该液晶面板包含液晶单元；和配置在该液晶单元的一侧或两侧的偏振片。有机EL设备包括上述偏振片配置于观看侧的有机EL面板。偏振片配置成非偏光部可与图像显示装置的照相机部相对应。
实施例
现在，通过实施例的方式具体地说明本发明。然而，本发明不限于这些实施例。
[实施例1]
吸水率为0.75％且Tg为75℃的长条状的无定形间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸乙二酯(IPA共聚的PET)膜(厚度：100μm)用作树脂基材。基材的一面经历电晕处理，并将以9:1的比包含聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2摩尔％)和乙酰乙酰基改性的PVA(聚合度1200、乙酰乙酰基改性度4.6％、皂化度99.0摩尔％以上，The Nippon Synthetic ChemicalIndustry Co.,Ltd.制，商品名“GOHSEFIMER Z-200”)的水溶液在25℃下涂布至电晕处理面并干燥，以形成厚度11μm的PVA系树脂层。因而，制造了层叠体。
使制得的层叠体在120℃的烘箱内在圆周速度不同的辊之间沿纵向(长度方向)经历自由端单轴拉伸至2.0倍(空中辅助拉伸)。
接着，将层叠体浸渍于液温30℃的不溶化浴(通过100重量份的水与4重量份的硼酸配混而制得的硼酸水溶液)中30秒(不溶化处理)。
接着，在调整碘浓度和浸渍时间的同时，将层叠体浸渍于液温30℃的染色浴中，以致制得的偏光板具有预定透射率。在本实施例中，将层叠体浸渍于通过100重量份的水与0.2重量份的碘和1.5重量份的碘化钾配混而制得的碘水溶液中60秒(染色处理)。
接着，将层叠体浸渍于液温30℃的交联浴(通过将100重量份的水与3重量份的碘化钾和3重量份的硼酸配混而制得的硼酸水溶液)中30秒(交联处理)。
然后，在浸渍于液温70℃的硼酸水溶液(通过将100重量份的水与4重量份的硼酸和5重量份的碘化钾配混而制得的水溶液)中的同时，层叠体在圆周速度不同的辊之间沿纵向(长度方向)经历单轴拉伸，以致总拉伸倍率变为5.5倍(水中拉伸)。
然后，将层叠体浸渍于液温30℃的洗涤浴(通过将100重量份的水与4重量份的碘化钾配混而制得的水溶液)中(洗涤处理)。
接着，将PVA系树脂水溶液(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制，商品名“GOHSEFIMER(注册商标)Z-200”、树脂浓度：3重量％)涂布在层叠体的PVA系树脂层表面上，并向其贴合保护膜(厚度25μm)，接着在维持于60℃的烘箱中加热所得物5分钟。然后，从PVA系树脂层剥离基材。因而，制得宽度1200mm且长度43m的长条状的偏光板(厚度5μm的偏振片(单层透射率42.3％)/保护膜)。
将压敏粘合剂(丙烯酸系压敏粘合剂)涂布在宽度1200mm且长度43m的酯系树脂膜(厚度38μm)的一面上，以具有厚度5μm。在具有该压敏粘合剂的酯系树脂膜中，通过使用尖刀(Pinnacle blade)在长度方向上每隔250mm、在宽度方向上每隔400mm形成各自的直径为2.8mm的贯通孔。
将上述具有压敏粘合剂的酯系树脂膜通过卷对卷方法贴合在总厚度30μm的制得的偏光板的偏振片侧，并将所得物浸渍于1mol/L(1N)的氢氧化钠水溶液中30秒。接着，将所得物浸渍于1mol/L(1N)的盐酸中10秒。然后，将所得物在60℃下干燥。因而，在偏振片中形成透明部。
[实施例2]
将厚度60μm的PVA膜(Kuraray Co.,Ltd.制，PE6000)浸渍于30℃的水溶液中30秒(溶胀步骤)。
接着，在调整碘浓度和浸渍时间的同时，将PVA膜浸渍于液温30℃的染色浴中，以致制得的偏光板具有预定透射率。在本实施例中，将PVA膜浸渍于通过将100重量份的水与0.15重量份的碘和1.0重量份的碘化钾配混而制得的碘水溶液中60秒(染色处理)。
接着，将PVA膜浸渍于液温30℃的交联浴(通过将100重量份的水与3重量份的碘化钾和3重量份的硼酸配混而制得的硼酸水溶液)中30秒(交联处理)。
然后，在浸渍于液温70℃的硼酸水溶液(通过将100重量份的水与4重量份的硼酸和5重量份的碘化钾配混而制得的水溶液)中的同时，将PVA膜在圆周速度不同的辊之间沿纵向(长度方向)单轴拉伸至5.5倍(水中拉伸)。
然后，将PVA膜浸渍于液温30℃的洗涤浴(通过将100重量份的水与4重量份的碘化钾配混而制得的水溶液)中(洗涤处理)。
洗涤后，将PVA系树脂水溶液(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制，商品名“GOHSEFIMER(注册商标)Z-200”、树脂浓度：3重量％)涂布在PVA膜的一面上，并向其贴合三乙酰纤维素膜(Konica Minolta,Inc.制，商品名“KC4UY”、厚度40μm)，并且将所得物在维持于60℃的烘箱中加热5分钟。因而，制造了包括具有厚度22μm的偏振片(单层透射率42.5％)的偏光板，所述偏光板具有宽度1200mm和长度43m。
其中形成有贯通孔的具有压敏粘合剂的上述酯系树脂膜通过卷对卷方法贴合在制得的偏光板的偏振片表面上，并将所得物浸渍于1mol/L(1N)的氢氧化钠水溶液中180秒。接着，将所得物浸渍于1mol/L(1N)的盐酸中60秒。然后，将所得物在60℃下干燥。因而，在偏振片中形成透明部。
对实施例1和2的偏光板的透明部各自评价以下的项目。
1.透射率(Ts)
使用分光光度计(Murakami Color Research Laboratory制，产品名“DOT-3”)进行测量。透射率(T)为用JIS Z 8701-1982的2度视野(C光源)进行可视度校正的Y值。
2.碘含量
通过X射线荧光分析，求得偏振片的各透明部中的碘含量。具体而言，偏振片的碘含量从借由使用标准样品由在以下条件下测得的X射线强度预先产生的校正曲线来求得。
分析装置：Rigaku Corporation制，X射线荧光(XRF)分析装置，产品名“ZSX100e”
对阴极：铑
分光结晶：氟化锂
激发光能量：40kV-90mA
碘测量线：I-LA
定量法：FP法
2θ角峰：103.078deg(碘)
测量时间：40秒
在实施例1和2中制得的偏光板的透明部的透射率分别为90.3％(实施例1)和90.2％(实施例2)，且碘含量分别为0.08重量％(实施例1)和0.12重量％(实施例2)。各偏振片的除了透明部以外的部位的碘含量为大约5重量％，由此在各实施例1和2中，形成了能够起非偏光部作用的透明部，所述部分各自具有比任何其它部位低的二色性物质的含量。
3.钠含量
通过X射线荧光分析，求得偏振片的各透明部中的钠含量。具体而言，偏振片的钠含量从借由使用标准样品由在以下条件下测得的X射线强度预先产生的校正曲线来求得。钠含量的测量在浸渍于盐酸前和浸渍后进行。
分析装置：Rigaku Corporation制，X射线荧光分析(XRF)装置，产品名“ZSX100e”
对阴极：铑
分光结晶：氟化锂
激发光能量：40kV-90mA
钠测量线：Na-KA
定量法：FP法
测量时间：40秒
在实施例1的偏光板中，各透明部的钠含量在浸渍于盐酸前为4.0重量％，且该含量在浸渍后为0.04重量％。此外，在实施例2的偏光板中，各透明部的钠含量在浸渍于盐酸前为4.1重量％，且该含量在浸渍后为0.05重量％。
此外，将在实施例1和2中制得的偏光板各自放在65℃/90％RH的环境下500小时。结果，在各实施例1和2中，观察到与测试前的尺寸相比加湿测试后的透明部的尺寸没有大变化。除了未进行浸渍于盐酸以外，对以与实施例1和2中同样的方式制造的各偏光板进行同样的加湿测试。结果，在各偏光板中，透明部的尺寸各自增加大约1.3倍。
另外，将实施例1和2的偏光板的各透明部附近的表面平滑性使用由Canon Inc.制的光学测量器“ZYGO New View 7300”测量。实施例1的表面平滑性(凹凸的尺寸)的评价结果显示于图8(a)中，而实施例2的表面平滑性的评价结果显示于图8(b)中。在偏振片的厚度为5μm的实施例1中，透明部(凹部)与其它部位之间的阶差为0.8μm以下，其显著小于其中偏振片的厚度为22μm的实施例2，由此表面平滑性显著良好。
4.外观
目视观察实施例1和2的各偏光板的外观。结果，在实施例2的偏光板中看见透明部的凹部。
产业上的可利用性
本发明的偏振片可适用于例如，如智能型手机等的移动电话、笔记型PC或平板PC的具有照相机的图像显示装置(液晶显示装置、有机EL设备)。
附图标记说明
10 树脂膜
20 非偏光部
100 偏振片
101 偏振片
110 保护膜
120 保护膜
130 压敏粘合剂层
132 隔离膜
300 偏光板

Claims (8)

1.一种偏振片，其包括含有二色性物质的树脂膜，其中
所述偏振片的厚度为10μm以下，
所述偏振片在预定位置具有非偏光部；且
所述非偏光部包括比所述树脂膜的其它部位薄的薄壁部，
所述非偏光部具有在所述树脂膜的一面侧的表面凹陷的凹部，且所述凹部的深度为0.02μm以上且2μm以下，
所述非偏光部的碱金属和/或碱土金属的含量为3.6重量％以下。
2.根据权利要求1所述的偏振片，其中所述非偏光部包括所述二色性物质的含量比所述树脂膜的其它部分低的低浓度部。
3.根据权利要求2所述的偏振片，其中所述非偏光部的二色性物质的含量为1.0重量％以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏振片，其中所述非偏光部的透射率为50％以上。
5.根据权利要求4所述的偏振片，其中所述非偏光部的透射率为90％以上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的偏振片，其中所述树脂膜包括含有碘的聚乙烯醇系树脂膜。
7.一种偏光板，其包括：
根据权利要求1至6中任一项所述的偏振片；和
配置于所述偏振片的至少一侧的保护膜。
8.一种图像显示装置，其包括：根据权利要求1至6中任一项所述的偏振片或根据权利要求7所述的偏光板，其中所述非偏光部配置于与照相机部相对应的位置。
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